Monstro gravitacional:esta impressão artística mostra o horizonte de eventos ao redor do buraco negro no centro de nossa galáxia. Crédito:M. Moscibrodzka, T. Bronzwaar e H. Falcke, Radboud University
Os astrônomos querem gravar uma imagem do coração de nossa galáxia pela primeira vez:uma colaboração global de antenas de rádio é dar uma olhada detalhada no buraco negro que se supõe estar localizado lá. Este Event Horizon Telescope conecta observatórios em todo o mundo para formar um enorme telescópio, da Europa via Chile e Havaí até o Pólo Sul. Telescópio de 30 metros do IRAM, uma instalação co-financiada pela Max Planck Society, é a única estação da Europa a participar da campanha de observação. O Instituto Max Planck de Radioastronomia também está envolvido com as medições, que decorrem inicialmente de 4 a 14 de abril.
No final do século 18, os naturalistas John Mitchell e Pierre Simon de Laplace já especulavam sobre "estrelas escuras" cuja gravidade é tão forte que a luz não pode escapar delas. As ideias dos dois pesquisadores ainda estão dentro dos limites da teoria gravitacional newtoniana e da teoria corpuscular da luz. No início do século 20, Albert Einstein revolucionou nossa compreensão da gravitação - e, portanto, da matéria, espaço e tempo - com sua Teoria Geral da Relatividade. E Einstein também descreveu o conceito de buracos negros.
Esses objetos têm um tamanho tão grande, massa extremamente compactada que nem mesmo a luz pode escapar deles. Portanto, permanecem pretos - e é impossível observá-los diretamente. Os pesquisadores, no entanto, provaram a existência dessas armadilhas gravitacionais indiretamente:medindo as ondas gravitacionais de buracos negros em colisão ou detectando a forte força gravitacional que elas exercem em sua vizinhança cósmica, por exemplo. Esta força é a razão pela qual as estrelas que se movem em grande velocidade orbitam um centro gravitacional invisível, como acontece no coração de nossa galáxia, por exemplo.
Também é possível observar um buraco negro diretamente, Contudo. Os cientistas chamam a fronteira em torno deste objeto exótico, além do qual a luz e a matéria são inevitavelmente sugadas, o horizonte de eventos. No exato momento em que o assunto ultrapassa esse limite, a teoria afirma que ele emite radiação intensa, uma espécie de "grito de morte" e, portanto, um último registro de sua existência. Esta radiação pode ser registrada como ondas de rádio na faixa milimétrica, entre outros. Consequentemente, deve ser possível obter imagens do horizonte de eventos de um buraco negro.
O Event Horizon Telescope (EHT) tem como objetivo fazer exatamente isso. Um dos objetivos principais do projeto é o buraco negro no centro de nossa Via Láctea, que é cerca de 26, 000 anos-luz de distância da Terra e tem uma massa aproximadamente equivalente a 4,5 milhões de massas solares. Uma vez que é tão longe, o objeto aparece em um ângulo extremamente pequeno.
Posto de escuta no espaço:a antena de 30 metros do IRAM é um dos radiotelescópios mais sensíveis na colaboração global conhecida como Event Horizon Telescope. Crédito:IRAM / Nicolas Billot
Uma solução para este problema é oferecida pela interferometria. O princípio por trás desta técnica é o seguinte:em vez de usar um grande telescópio, vários observatórios são combinados como se fossem pequenos componentes de uma única antena gigantesca. Desta forma, os cientistas podem simular um telescópio que corresponde à circunferência da nossa Terra. Eles querem fazer isso porque quanto maior o telescópio, quanto mais precisos os detalhes que podem ser observados; a chamada resolução angular aumenta.
O projeto EHT explora essa técnica de observação e, em abril, fará observações a uma frequência de 230 gigahertz, correspondendo a um comprimento de onda de 1,3 milímetros, no modo interferometria. A resolução angular máxima deste radiotelescópio global é de cerca de 26 microssegundos de arco. Isso corresponde ao tamanho de uma bola de golfe na Lua ou à largura de um cabelo humano visto a uma distância de 500 quilômetros!
Essas medições, no limite do que é observável, só são possíveis em condições ideais, ou seja, a seco, altitudes elevadas. Estes são oferecidos pelo observatório IRAM, parcialmente financiado pela Max Planck Society, com a sua antena de 30 metros no Pico Veleta, um pico de 2.800 metros de altura na Sierra Nevada da Espanha. Sua sensibilidade é superada apenas pelo Atacama Large Millimeter Array (ALMA), que consiste em 64 telescópios individuais e olha para o espaço desde o planalto Chajnantor a uma altitude de 5000 metros nos Andes chilenos. O planalto também abriga a antena conhecida como APEX, que também faz parte do projeto EHT e é administrado pelo Instituto Max Planck de Radioastronomia.
Além disso, o Instituto Max Planck em Bonn está envolvido com o processamento de dados para o Telescópio Event Horizon. Os pesquisadores usam dois supercomputadores (correlacionadores) para isso; um está localizado em Bonn, a outra no Haystack Observatory em Massachusetts, nos EUA. A intenção é que os computadores não avaliem apenas os dados do buraco negro galáctico. Durante a campanha de observação de 4 a 14 de abril, os astrônomos querem dar uma olhada em pelo menos cinco outros objetos:o M 87, Galáxias Centaurus A e NGC 1052, bem como os quasares conhecidos como OJ 287 e 3C279.
De 2018 em diante, um outro observatório fará parte do projeto EHT:NOEMA, o segundo observatório IRAM no Plateau de Bure nos Alpes franceses. Com suas dez antenas de alta sensibilidade, NOEMA será o telescópio mais poderoso da colaboração no hemisfério norte.